domingo, 6 de septiembre de 2009

APLICACIÓN DE IMÁGENES SATELITALES EN LOS INFORMES DEL ESTADO DEL TIEMPO DEL IDEAM

(tomado de http://www.ideam.gov.co/)


El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM tiene entre otras funciones, realizar estudios, investigaciones, inventarios y actividades de seguimiento y manejo de la información que sirvan para fundamentar la toma de decisiones en materia de política ambiental y para suministrar las bases para el ordenamiento ambiental del territorio, al manejo, el uso y el aprovechamiento de los recursos naturales biofísicos del país. Adicionalmente, se le ha dado como función ser nodo coordinador del Sistema de Información Ambiental de Colombia.

En el desarrollo de estas funciones, provee información respecto al estado del tiempo, para la cual utiliza modelos interpretativos y pronósticos con base en acuerdos operativos realizados por Colombia en el seno de la Organización Meteorológica Mundial, intercambiando datos y productos de forma continua, las 24 horas del día.


Para el efecto, cuenta con una red meteorológica de 1.956 estaciones, en las que se observan tres veces al día: temperatura media y extremas, brillo y radiación solar, cantidad, frecuencia y duración de la lluvia, dirección y velocidad del viento, evaporación, entre otros. Además, cuenta con la red sinóptica, conformada por 28 estaciones que trasmiten cada hora información para hacer una vigilancia continua del tiempo a nivel nacional.


Los datos son transmitidos al Servicio de Información Ambiental del Ideam en Bogotá, de donde son retransmitidos al Centro Meteorológico Mundial (CMM), en Washington, a través del Servicio Mundial de Pronóstico de Área (WAFS).


Así mismo realiza pronóstico del tiempo tres veces al día, basándose en la información propia y la proveniente de satélites. Comienza por un diagnóstico de la situación actual, que incluye: la ubicación de los sistemas meteorológicos más importantes, sus efectos en el comportamiento de la precipitación y las temperaturas en las últimas horas, el análisis de las imágenes de satélite, de los sondeos atmosféricos y de la información internacional procesada y el diagnóstico a escala hemisférica y nacional. Luego, se utilizan los resultados de diferentes modelos de predicción y se hacen los ajustes necesarios. El Ideam hace pronósticos meteorológicos para las principales regiones y ciudades del país con una validez máxima de 72 horas (pronósticos en el corto plazo).


Las imágenes de satélite que utiliza son imágenes infrarrojas tomadas a 36.000 kilómetros de la superficie por el satélite medioambiental geoestacionario Goes 8, de la Administración Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos de Norteamérica (NOAA). El satélite se mueve con la misma velocidad angular de la Tierra, por lo que enfoca siempre el mismo lugar. El satélite se halla sobre la intersección de la línea del ecuador y la longitud 75 °W, es decir, sobre el departamento de Putumayo. Esta ubicación del satélite permite recibir imágenes de Colombia con una distorsión mínima.


La imagen infrarroja debe entenderse como un mapa de temperaturas, en el que cada color indica un rango de temperatura, relacionado con un rango de altitudes de los topes de las nubes.



Ilustración 1. GOES Infrarrojo. Tomada de http://weather.msfc.nasa.gov/GOES/

El radiómetro del satélite mide los niveles de radiación, que dependen de la temperatura del objeto radiante (nubes), y a cada nivel de radiación (clasificados por rangos) se le asigna un color. Estos colores se escogieron arbitrariamente.


Al observar los diferentes colores y las formas de los contornos de las áreas coloreadas, se puede deducir el tipo de nubes y su extensión vertical y horizontal. Así, los contornos blancos indican nubes más altas que los contornos de color amarillo, por ejemplo. Tenga en cuenta que por lo general en la atmósfera, hasta la tropopausa, la temperatura disminuye con el aumento en la altura. Si observa un contorno blanco de forma redonda es probable que debajo de él haya nubes que producen lluvias fuertes y tormentas eléctricas.

Los colores utilizados significan lo siguiente:

Negro: Ausencia de nubosidad
Grises: Ligeramente nublado o nubes bajas
Lila claro: cimas de nubes con temperaturas entre -10 °C y -20 °C
Lila oscuro: cimas de nubes entre -21 °C y -31 °C
Verde claro: cimas de nubes entre -32 °C y -42 °C
Verde medio: cimas de nubes entre -43 °C y -53 °C
Verde oscuro: cimas de nubes entre -54 °C y -59 °C (tormentas)
Amarillo: cimas de nubes entre -60 °C y -63 °C
Azul: cimas de nubes entre -64 °C y -80 °C (topes sobresalientes)
Blanco: cimas de nubes entre -81 °C y -110 ° C (topes sobresalientes)


En esta gama de colores, las nubes más frías y más altas corresponden al blanco y las más calientes y más bajas, al lila claro y grises.


Las zonas grises claras corresponden a nubes muy bajas, en algunos casos, a niebla. En condiciones de buen tiempo, las nubes se observan 'pegadas' sobre las tres cordilleras, y los valles toman un color oscuro, casi negro, que indica poca nubosidad o ausencia de ella. En algunos casos se observan puntos rojos que indican cielo despejado y temperaturas mayores de 30 °C.
La hora en que fue captada la imagen por el satélite es la del meridiano de Greenwich (GMT), un estándar internacional. Equivale a 5 horas más que la hora oficial colombiana. Por ejemplo: 14:15 GMT equivale a las 9:15, hora local en Colombia.

LOS SATÉLITES METEOROLÓGICOS

Los satélites con información meteorológica se discriminan entre geoestacionarios y polares. Los geoestacionarios se ubican sobre la línea del ecuador a una altura promedio de 38.500 Km. Cada satélite ve siempre la misma porción de la tierra, por tanto para conseguir una cobertura total normalmente se requiere alrededor de 5 satélites como es el caso de los GOES. La resolución temporal que manejan estos satélites varía entre 5 y 30 minutos.


Estos satélites sin embargo, no tienen cobertura de los polos, por tanto existen los satélites polares, los que requieren sólo un aparato para conseguir toda la información del polo analizado.


Los satélites operan con Radiómetro, el cual explora la superficie de la tierra línea por línea; cada línea consiste en una serie de elementos de imagen o de pixeles. Para cada pixel el radiómetro mide la energía radiada de las diversas gamas espectrales. Esta medida se cifra y se transmite a la estación de tierra para ser procesada antes de ser entregada a la comunidad para su utilización.


Manejan por lo general tres canales: el canal visible, el canal infrarrojo y el canal vapor de agua, los cuales manejan longitudes de onda y resolución diferentes.


Las imágenes en el espectro visible representan la cantidad de luz que es reflejada hacia el espacio por las nubes o la superficie de la tierra. El agua y la tierra sin nubes son normalmente oscuras, mientras que las nubes y la nieve se presentan brillantes. Las nubes espesas son más reflectivas y aparecen más brillantes que las tenues. Sin embargo, en estas imágenes del espectro visible es difícil discernir entre nubes altas y bajas. Para esto son útiles las imágenes de satélite en el infrarrojo. Las imágenes en el espectro visible no se pueden obtener en ausencia de luz solar.



Ilustración 2. GOES Visible. Tomada de http://weather.msfc.nasa.gov/GOES/

Las imágenes del infrarrojo representan la radiación infrarroja emitida por las nubes o la superficie de la tierra. En realidad, son medidas de temperatura. En una imagen infrarroja, los objetos más calientes aparecen más oscuros que los fríos. Las zonas sin nube serán normalmente oscuras, pero también las nubes muy bajas y la niebla pueden aparecer oscuras. Casi todas las otras nubes se presentarán claras. Las nubes altas son más claras que las bajas.



Ilustración 3. GOES Infrarrojo. Tomada de http://weather.msfc.nasa.gov/GOES/


Las imágenes de vapor de agua representan la cantidad de vapor de agua de la atmósfera. Son útiles para indicar zonas de aire húmedo y seco. Los colores oscuros indican aire seco, mientras que un blanco más brillante indica que el aire es más húmedo.

Ilustración 4. GOES Vapor de Agua. Tomada de http://weather.msfc.nasa.gov/GOES/



Los satélites meteorológicos geoestacionarios más conocidos son:


Los GOES administrados por la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) de Estados Unidos. Fueron lanzados en abril de 1997 los GOES-W y en julio de 2001 los GOES-E. Las imágenes del globo se toman a cada 30 minutos. Las imágenes de los Estados Unidos se toman a cada 15 minutos. Es posible explorar área terrestres con intervalos más frecuentes (por ejemplo cinco minutos, incluso un minuto) para la ayuda a los programas del alarmar de NOAA.

Los Satélites GOES 8 proporcionan información meteorológica y global del tiempo, incluyendo la advertencia anticipada de tormentas.


Sus funciones básicas son: Adquisición, proceso, y difusión de los datos de imagen y el sonar, adquisición y difusión de los datos del monitor (SEM), recepción de datos de las plataformas terrestres, (DCP) que se sitúan en áreas cuidadosamente seleccionadas y comunicadas con el CDA (Center Data Adquisition) de la NOAA.

El GOES-8 también proporciona facsímiles del tiempo (WEFAX) y otros datos a los usuarios, independientes del resto de las funciones. Los beneficios complementarios del GOES-8 son su capacidad de retransmitir señales socorro de la gente, aviones, naufragios por medio del el sistema (SARSAT). La nave espacial GOES-8 está operacional como GOES-E en 75°W, todavía proporciona imágenes claras y los sistemas terrestres trabajan en conjunto a fin de lograr imágenes y datos cuantitativos para el pronóstico del tiempo y los servicios relacionados.


El GOES 8 proporciona imágenes en 5 bandas espectrales, una visible (VIS) y cuatro infrerrojas (IR), una de éstas últimas como vanal de vapor de agua (VA). La resolución es de 1 km. para las VIS y de 4 Km. para las IR en el punto subsatélite. La toma de imágenes se opera en tres modos: Rutinary, RSO: (Rapid Scan Operations) y SRSO (Super Rapid Scan Operations). Las imágenes del globo completo son enviadas cada 3 horas bajo todos los tipos de operación activos. Los formatos de imagen normales son: FD: Imágen del globo completo NHE: Hemisferio Norte, (65°N-22°S) NH: Hemisiferio Norte, (65°N-1°N) CONUS: USA, (60°N-14°N) SHS: Hemisferio Sur (0°N-65°S)




Los Meteosat operados por EUMETSAT. El Meteosat 5 fue lanzado en marzo de 1991 y toma imágenes cada 30 minutos. El Meteosat 8 MSG-1 fue lanzado en agosto de 2002 y sus imágenes se toman cada 15 minutos.



Los MTSAT operados por el Centro meteorológico de Japón. Fueron lanzados en febrero de 2005 los MTSAT-1R y en febrero de 2006 los MTSAT-2.


Fengyun-2 operado por National Satellite Meteorological Center (NSMC) de China. Fue lanzado el 25 de junio de 2000.


KALPANA operado por la India, fue lanzado desde septiembre de 2002.




ALEXANDRA YOMAYUZA C.

Fuentes consultadas:
http://www.ideam.gov.co/
http://es.allmetsat.com/
http://geo-sat.com.ar/es/
http://weather.msfc.nasa.gov/

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